Page 73 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

73

  C Q 
J  DC  T ln  * 2  T , (3.9)


 K S RT 
де Q – теплота дифузійного транспортування водню в металі.
*
З урахуванням залежності розчинності водню від механічних напружень

та використанням рівняння балансу (3.5) одержуємо:

 C   C C CQ    
 div D   C  T    H V    T K S  *  T   . (3.10)
t     RT K S L L RT 2     

Рівняння (3.10) є узагальненою формою, з якої як часткові випадки

випливають рівняння дифузії водню в полях напружень, неоднорідного

хімічного чи фазового складу та температури [2, 74].

Коефіцієнт дифузії водню належить до найбільш структурно чутливих

параметрів моделі. Його значення може змінюватися на кілька порядків навіть за

порівняно незначних змін хімічного складу сталі, фазового стану або густини

дефектів кристалічної ґратки.

Особливо суттєвим є вплив попередньої пластичної деформації, яка

збільшує кількість дефектів-пасток і змінює умови дифузії атомів водню. У

процесі дифузії атоми водню можуть тимчасово затримуватися в таких пастках,

що призводить до зменшення ефективного коефіцієнта дифузії та підвищення

локальної концентрації водню в зонах пластичної локалізації.

Оскільки характер взаємодії водню з пастками змінюється у різних

температурних інтервалах, температурна залежність коефіцієнта дифузії також

може мати різні параметри. У межах кожного інтервалу її зазвичай описують

законом Арреніуса (Arrhenius) [74]:

 E 
D  D 0 exp   D  . (3.11)
 RT 

У цьому співвідношенні передекспоненційний множник D та енергія
0

активації дифузії E залежать від температурного інтервалу й структурного
D
стану матеріалу. Зміна цих параметрів часто спостерігається поблизу межі

температур 350–400 К.